Chứng minh công thức cấu tạo của glucozơ
Glucozơ là một loại cacbohđrat có trong hầu hết các bộ phận của thực vật, động vật và con người. Thông thường khi nói đến glucozơ người ra nghĩ ngay đến đường ăn. Vậy glucozơ có trạng thái tự nhiên thế nào? Tính chất vật lý và tính chất hóa học của glucozơ ra sao? Cấu tạo phân tử, điều chế và ứng dụng của glucozơ. Bài viết dưới đây sẽ trình bày những kiến thức này để cho các bạn làm bài tập về glucozơ một cách dễ dàng. Show LÝ THUYẾT VỀ GLUCOZƠI – Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lýTính chất vât lý: glucozơ là chất rắn dễ tan trong nước, có vị ngọt những không ngọt bằng đường mía. Tinh thể glucozơ không màu. Trạng thái tự nhiên:
II – Cấu tạo phân tử của glucozơCông thức phân tử của glucozơ là C6H12O6 Cấu tạo phân tử của glucozơ được xác định dựa trên kết quả của các thí nghiệm sau:
Kết luận: Glucozơ là hợp chất tạp chức, ở dạng mạch hở phân tử có cấu tạo của một anđehit đơn chức và ancol 5 chức. CH2OH – CHOH – CHOH – CHOH – CHOH – CH = O Viết gọn CH2OH[CHOH]4CHO Trong đó người ta đánh số thức tự cacbon bắt đầu từ nhóm CH = O. Trong thực tế, glucozơ tồn tại chủ yếu ở hai dạng mạch vòng: α – glucozơ và β – glucozơ. III – Tính chất hóa học của glucozơGlucozơ có tính chất hóa học của anđehit đơn chức và ancol đa chức. 1. Tính chất của ancol đa chứcGlucozơ tác dụng với Cu(OH)2 Ở nhiệt độ thường, glucozơ có thể làm tan kết tủa Cu(OH)2 tạo thành dung dịch phức đồng glucozơ có màu xanh lam. Tính chất này tương tự như glixerol. PTHH như sau: 2C6H12O6 + Cu(OH)2 → (C6H11O6)2Cu + 2H2O Glucozơ phản ứng tạo este Glucozơ có tạo este chứa 5 gốc axit axetic trong phân tử khi tham gia phản ứng với anhiđrit axetic (CH3CO)2O, có mặt piriđin. 2. Tính chất của anđehitPhản ứng tráng bạc của glucozơ Glucozơ bị oxi hóa bởi dung dịch AgNO3 trong môi trường NH3 tạo thành muối amoni gluconat và bạc bám vào thành ống nghiệm. PTHH như sau: CH2OH[CHOH]4CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O (đk: to) → CH2OH[CHOH]4COONH4 + 2Ag + 2NH4NO3 Glucozơ bị oxi hóa bởi Cu(OH)2 Trong môi trường kiềm, Cu(OH)2 oxi hóa glucozơ thành muối natri gluconat, đồng (I) oxit và H2O. PTHH như sau: CH2OH[CHOH]4CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH (đk: to)→ CH2OH[CHOH]4COONa + Cu2O ↓(đỏ gạch) + 3H2O Glucozơ bị khử bằng hiđro Khi dẫn khí hiđro vào dung dịch glucozơ đun nóng, xúc tác Ni, ta thu được một poliancol còn gọi là sobitol: CH2OH[CHOH]4CHO + H2 (đk: to, Ni) → CH2OH[CHOH]4CH2OH 3. Phản ứng lên men GlucozơGlucozơ bị lên men khi có enzim xúc tác, cho ra ancol etylic và khí cacbonic. PTHH như sau: C6H12O6 (đk: enzim, 30-35oC) → 2C2H5OH + 2CO2 ↑ IV – Điều chế và Ứng dụng của Glucozơ1. Điều chế glucozơCó hai phương pháp điều chế glucozơ trong công nghiệp:
2. Ứng dụng của glucozơGlucozơ được dùng làm thuốc tăng lực cho trẻ em, người già và người suy nhược cơ thể. Vì glucozơ là một chất dinh dưỡng cơ bản tạo ra năng lượng để cơ thể hoạt động. Glucozơ được sử dụng để tráng gượng, tránh ruột phích. Glucozơ là sản phẩm trung gian để sản xuất ancol etylic từ nguyên liệu tinh bột hoặc xenlulozơ. V – Fructozơ, đồng phân của glucozơFructozơ là một đồng phân của glucozơ có nhiều ứng dụng. Fructozơ có CTCT dạng mạch hở như sau: CH2OH – CHOH – CHOH -CHOH – CO – CH2OH Fructozơ có tinh thể không màu, dễ tan trong nước, có vị ngọt hơn đường mía. Fructozơ có nhiều trong quả ngọt, chiếm 40% trong thành phần mật ong. Fructozơ có tính chất của một ancol đa chức và cacbohiđrat không no (có phản ứng cộng hiđro) Fructozơ bị oxi hóa bởi dung dịch AgNO3 trong môi trường NH3 và Cu(OH)2 trong môi trường kiềm. Bởi: Fructozơ (đk: OH-) ⇔ Glucozơ BÀI TẬP GLUCOZƠ VÀ FRUCTOZƠBài 1. Glucozơ và fructozơ A. đều tạo được dung dịch màu xanh lam khi tác dụng với Cu(OH)2 B. đều có nhóm chức CHO trong phân tử C. là hai dạng thù hình của cùng một chất D. đều tồn tại chủ yếu ở dạng mạch hở => Chọn đáp án A Bài 2. Cho các dung dịch: Glucozơ, glixerol, formanđehit, etanol. Có thể dùng thuốc thử nào sau đây để phân biệt được cả 4 dung dịch trên? A. Cu(OH)2 B. Dung dịch AgNO3 trong NH3 C. Na kim loại D. Nước brom Giải: Chọn đáp án A Ở nhiệt độ phòng: Cu(OH)2 giúp ta phân loại 4 chất trên thành 2 nhóm.
Ở nhiệt độ cao trong môi trường NaOH:
Vậy là chúng ta đã có thể nhận biết được 4 hợp chất hữu cơ này chỉ cần 1 chất vô cơ như Cu(OH)2 Bài 3. Cacbohiđrat là gì? Có mấy loại cacbohiđrat quan trọng? Nêu định nghĩa từng loại và lấy thí dụ minh họa. Giải: Để trả lời cho câu hỏi trên, mời các bạn xem bài viết liên quan dưới đây.
Bài 4. Những thí nghiệm nào chứng minh được cấu tạo phân tử của glucozơ? Giải: Xem phần II – Cấu tạo phân tử của glucozơ để trả lời câu hỏi này. Bài 5. Trình bày cách nhận biết các hợp chất trong dung dịch của mỗi dãy sau đây bằng phương pháp hóa học: a) Glucozơ, glixerol, etanol, axit axetic; b) Fructozơ, glixerol, etanol; c) Glucozơ, formanđehit, etanol, axit axetic; Giải: a) Cách nhận biết 4 chất glucozơ, glixerol, etanol, axit axetic được trình bày ở bảng sau: GlucozơGlixerolEtanolAxit axeticQuỳ tímKhông đổi màuKhông đổi màuKhông đổi màuHồngCu(OH)2 lắc nhẹDD xanh lamDD xanh lamKhông tan–Cu(OH)2 (OH–, to)↓ đỏ gạchKhông có kết tủa––PTHH: 2C6H12O6 + Cu(OH)2 → (C6H11O6)2Cu (xanh lam) + 2H2O 2C3H5(OH)3 + Cu(OH)2 → [C3H5(OH)2O]2Cu (xanh lam) + 2H2O C5H11O5CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH (to) → C5H11O5COONa + Cu2O↓ (đỏ gạch) + 3H2O b) Fructozơ, glixerol, etanol được nhận biết bằng cách: FructozơGlixerolEtanolCu(OH)2 lắc nhẹDD xanh lamDD xanh lam–Cu(OH)2 (OH–, to)↓ đỏ gạchKhông hiện tượng–PTHH: Có 3 phản ứng giống như phần a) c) Glucozơ, formanđehit, etanol, axit axetic được nhận biết bằng cách: GlucozơFormanđehitEtanolAxit axeticQuỳ tímKhông đổi màuKhông đổi màuKhông đổi màuHồngCu(OH)2 lắc nhẹDD xanh lamKhông tanKhông tan–Cu(OH)2 (OH–, to)–↓ đỏ gạch––PTHH: 2C6H12O6 + Cu(OH)2 → (C6H11O6)2Cu (xanh lam) + 2H2O HCHO + 4Cu(OH)2 + 2NaOH → Na2CO3 + 2Cu2O↓ (đỏ gạch) + 6H2O Bài 6. Để tráng một chiếc gương soi, người ta phải đun nóng dung dịch chứa 36g glucozơ với lượng vừa đủ dung dịch bạc nitrat trong amoniac. Tính khối lượng bạc đã sinh ra bám vào mặt kính của gương và khối lượng bạc nitra cần dùng. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. |